KR101290495B1 - 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품(1, 2)을 접합하기 위한 시스템 및 방법이 제안된다. 상기 시스템은 함께 접합될 부품(1, 2) 사이에 삽입되는 적어도 하나의 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)를 포함하여, 상기 요소(3)내로 지향되는 전자기 방사선은 요소(3) 및/또는 불-투과성 부품(1, 2)에 도포된 접착제 막의 경화를 개시한다.
전자기 방사선 경화 가능 접착제, 불-투과성 부품, 접합, 투과성 요소

Description

방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR JOINING NON-TRANSPARENT PARTS BY MEANS OF A RADIATION CURABLE ADHESIVE}
본 발명은 본원의 청구범위 제1항의 전제부로부터 알 수 있는 바와 같이 전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템에 관한 것이며, 또한 본 발명은 본원의 청구범위 제16항의 전제부로부터 알 수 있는 바와 같이 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법에 관한 것이다.
부품들이 전자기 방사선 경화 가능 접착제의 면 코팅에 의해 접합될 때, 2개의 부품들 중 적어도 하나는, 접착제가 방사선에 의해 활성화되어 경화될 수 있도록, 경화를 개시하는 방사선에 대해 투과성일 필요가 있다.
한 장의 판 유리가 UV 경화 가능 접착제에 의해 프레임 요소에 접합되는 금속 프레임 판 유리 부품을 제조하는 방법이 DE 10 2005 002 076 A1로부터 알려져 있다. 판 유리와 프레임 요소 사이에는 모세관 효과를 이용하여 접착제로 충전된 경사진 갭이 배치되어 있다. 갭이 충전되면, 접착제는 UV 조사선에 의해 경화된 다.
본 발명의 목적은 접착제가 불-투과성 부품 사이에 면 코팅되어 있을지라도 조사선에 의해 접착제의 신속한 경화를 달성하는 전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템 및 방법을 제안하는 것이다.
상기 목적을 위해, 본원의 청구범위 제1항 및 제16항으로부터 각각 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 이용될 수 있다.
본 발명의 핵심은 적어도 부분적으로 투과성인 요소가 함께 접합될 불-투과성 부품 사이에 삽입되며, 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소에 의해 이제 접착제의 경화를 개시하는 방사선이 불-투과성 부품 사이에 면 코팅된 접착제 층내로 도입될 수 있으므로, 이제 필요에 따라 신속한 경화가 가능하게 되는 것이다. 본 장치에서 적어도 부분적으로 투과성인 요소는 함께 접합될 부품 사이에 일종의 커넥터로서 삽입되어 양 측면에서 각각의 부품과 접합됨으로써 접합 부품으로서 구성될 수 있다. 이러한 경우 상기 요소는 다른 부품으로 전달되는 힘을 수용할 수 있어야 한다. 대안으로, 적어도 부분적으로 투과성인 요소는 접착제의 경화를 개시하는 방사선을 원하는 지점으로 지향시키는 일종의 방사선 분배기로서 단순히 구성될 수도 있다. 상기 시스템은 함께 접합될 부품들이 정확하게 배열되면 상기 접착제에 의해 불-투과성 부품을 신속하고 영구적으로 접합하기에 특히 적합하다.
본 발명에 따르면, 전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품 을 접합하기 위한 시스템 및 방법이 제안되어, 접착제가 불-투과성 부품 사이에 면 코팅되어 있을지라도 조사선에 의해 접착제의 신속한 경화를 달성할 수 있다.
이제 본 발명의 예시적 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
이제 도1을 참조하면, 2개의 불-투과성 부품을 함께 접합하는 시스템의 부품들 중 일부가 도시되어 있다. 본 예에서 함께 접합될 부품은, 금속으로 제작되어 가시광 또는 UV 광에 대해 불-투과성인 팰릿(pallet)(1) 및 램(ram)(2)으로 이루어진다. 상기 시스템의 주요 부품은 원형 디스크 형태의 투과성인 요소(3)이다. 상기 요소(3)는 2개의 면 평행한 표면을 포함하고, 함께 접합될 2개의 부품 사이에 접합 요소로서 삽입된다. 시스템의 다른 부품에는 팰릿(1)에 대해 램(2)을 중심 설정하기 위한 중심 설정 요소(4), 및 광개시 경화용 접착제에 맞추어진 파장 범위의 광, 예를 들면 UV 광을 방사하는 조사원(7)이 있다. 본원에서 단순히 2개의 LED에 의해 개략적으로 도시된 조사원(7)은 부품들을 의도된 지점에서 접합하도록 접착제 코팅 막의 경화를 개시하도록 사용된다. 양호하게는 조사원(7)은 방사된 전자기 방사선이 요소(3)의 수 개의 지점에 분포되어 지향되도록 구성된다. 예를 들면, 조사원(7)은, 방사선이 요소(3)에 최적으로 균일하게 지향되도록 양호하게는 원으로 배열된 복수의 LED를 포함할 수 있다. 양호하게는 사용된 접착제는 UV 또는 가시광에 의한 조사에 의해 단지 몇 초만에 그 최종 강도를 획득하는 광개시 경화 아크릴레이트 시멘트이다.
또한 상부 및 하부 처크(5, 6)도 도시되어 있다. 상부 처크(5)는 앤빌로서 구성된 중심 설정 요소(4)가 정확히 배치되어 위치되도록 사용되고, 하부 처크(6)는 팰릿(1)이 정확히 배치되어 위치되도록 사용된다. 양호하게는 양 처크(5, 6)는 적어도 하나의 처크(5)는 다른 처크(6)에 대해 축방향으로 이동 가능하도록 예를 들면 프레스에 또는 프레임에 고정된다. 본 예에서는 상부 처크(5)가 하부 처크(6)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 배치되며, 이를 위한 수단은 도시되어 있지 않다. 윤곽선으로 도시된 모든 것은 양 처크(5, 6)를 지지하도록 사용되는 프레임(8)이다.
이제 도2를 참조하면, 팰릿(1), 램(2) 및 투과성 요소(3)가 확대된 크기로 도시되어 있으며, 어떻게 투과성 요소(3)가 팰릿(1)에 사용된 돌기부(10)를 수용하기 위한 복수의 관통 구멍(9)을 구비하는지가 도시된다. 돌기부(10)들의 특징은 램(2)을 장착하기 위한 표면을 함께 형성하는 평평한 상단 표면이라는 점이다. 그러나 어떠한 경우에도 돌기부(10)는 투과성 요소(3)보다 약간 더 높게 구성되어, 투과성 요소(3)가 팰릿(1)에 접합될 때 돌기부(10)는 투과성 요소(3)로부터 돌출된다. 램(2)을 팰릿(1)에 고정하기 위해, 접착제 막이 팰릿(1)과 투과성 요소(3) 사이에 그리고 램(2)과 투과성 요소(3) 사이에 도포되며, 이들 각각은 더욱 상세히 설명된다. 상기 접착제 막의 최종 두께는 돌기부(10)의 높이와 투과성 요소(3)의 높이 또는 두께 사이의 차이에 의해 결정된다. 접착제 막의 최적의 두께를 달성하기 위해, 돌기부(10)는 각각의 경우 접착제 막의 두께의 대략 2배만큼 투과성 요소(3)보다 더 높다. 양호하게는 돌기부(10)는 투과성 요소(3)보다 대략 0.1 내지 0.5mm 만큼 더 높으므로, 팰릿(1)과 투과성 요소(3)의 평평한 바닥 측면 사이에 그리고 램(2)과 투과성 요소(3)의 평평한 상단 측면 사이에 0.05 내지 0.25mm의 두께 범위의 접착제 막이 각각의 경우에 도포되거나 또는 유지될 수 있다.
또한 각 돌기부(10)의 기부의 특징이 경사진 표면(11)이라는 점도 명확하다. 본원에서 상기 표면(11)은, 투과성 요소(3)의 상단 측면과 램(2)의 바닥 측면 사이에 도포된 접착제 막이 필요하다면 신속하게 경화되도록, 투과성 요소(3)내로 측면에서 도입된 광의 일부를 상향으로 편향시키도록 사용된다. 상기 표면(11) 대신에 또는 상기 표면(11)에 추가하여, 투과성 요소(3) 그 자체가 그 안으로 측면에서 지향된 UV 광의 적어도 일부를 편향 또는 분산시키도록 구성될 수 있다. 이는 재료를 적절히 선택함으로써 구현될 수 있거나 또는 광이 편향 또는 분산되게 하는 재료의 함유물이 제공될 수도 있다. 이를 위해 적합한 재료는 예를 들면 폴리카보네이트(PC), 특히 마크롤론(등록상표) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이다.
램(2)을 팰릿(1)으로 고정하기 위해, 양호하게는 투과성 요소(3)는 우선 팰릿(1)에 접합된다. 이를 위해, 접착제 막이 팰릿(1)에 도포되며, 접착제는 양호하게는 팰릿(1)의 평평한 표면(11) 및/또는 투과성 요소(3)의 바닥 측면에만 도포되고 돌기부(10)에는 도포되지 않는다. 그 후, 돌기부(10)가 투과성 요소(3)의 관통 구멍(9) 내로 연장되도록 투과성 요소(3)는 팰릿(1) 상에 위치되며, 그 후 접착제 막을 투과성 요소(3)를 통해 광개시 경화 장치에 노출시킴으로써 접착제는 경화된다. 램(2)이 여전히 팰릿(1) 상에 위치되면, 광은 투과성인 요소(3) 내로 하향식으로 표면 방향으로 지향될 수 있다.
투과성 요소(3)는 팰릿(1) 상에 어디든지 위치될 수 있지만, 어떠한 경우에도 팰릿(1)은 처크에 클램핑될 필요가 없다. 램(2)을 투과성 요소(3) 상에 위치시키기 전에 팰릿(1)은 처크(6)상에 위치되지만(도1), 그 후 접착제가 투과성 요소(3)의 평평한 상단 측면 및/또는 램(2)의 바닥 측면에 도포되고 램(2)이 투과성 요소(3)상에 배치된다. 돌기부(10)는 투과성 요소(3)의 상단 측면 위로 약간 돌출되므로, 램(2)의 바닥 측면은 돌기부(10) 상에만 안착되고 투과성 요소(3) 상에는 안착되지 않으며, 이에 따라 램(2)은 팰릿(1)에 대해 Z 방향, 즉, 종방향 중앙선(L) 방향으로 정확하게 위치된다.
접착제를 경화하기 전에, 램(2)은 팰릿(1)에 대해 X 및 Y 방향으로 정확하게 위치되어 정렬된다. 이를 위해 중심 설정 요소(4)는, 램(2)을 X 및 Y 방향으로 배향시킬 때 램(2)의 원통형 전방 부품(2a)이 중앙 앤빌 개구부(4a)(도1) 내로 도입되도록, 하향 이동된다. 그 후 경화를 개시하는 방사선을 투과성 요소(3) 내로 측면에서 지향시킴으로써 접착제는 경화된다.
이제 도3을 참조하면, 팰릿(1) 및 여기에 접합된 투과성 요소(3)를 통한 종방향 단면도가 도시된다. 홈 형상 리세스(13)가 팰릿(1)의 돌기부(10)와 투과성인 요소(3)의 관통 구멍(9) 사이에 어떻게 형성되어 있는지가 상기 도면에 특히 명확히 도시되어 있으며, 상기 각각의 리세스(13)는 과잉 접착제를 수용하도록 사용되면서 상응하는 관통 구멍(9)을 둘러싼다. 또한 필요하다면 상기 리세스(13)는 투과성 요소(3)의 바닥 측면 상에 구비될 수도 있다.
이러한 방식으로 투과성 요소(3)를 제공하는 것은 이제 불-투과성 부품들이 방사선에 의해 경화되는 접착제에 의해 코팅된 각각의 다른 면에 접합될 수 있다는 장점을 가지며, 상기 방사선은 투과성 요소 내로 지향될 때 도포된 접착제의 방향으로 적어도 부분적으로 편향 또는 분산될 필요가 있다.
그러나, 어떠한 경우든, 경화를 달성하거나 또는 개시하는 방사선은 투과성 요소에 의해, 그렇지 않다면 광에 접근할 수 없는 지점으로 안내될 수 있다.
우선 투과성 요소(3)가 팰릿(1)에 접합되고 그 후 램(2)이 투과성 요소(3)에 접합되는 상술된 단계적 진행 대신에, 램(2) 및 팰릿(1)이 투과성 요소(3)에 동시에 접합될 수도 있다. 이를 위해, 언급된 3개의 부품, 즉, 팰릿(1), 투과성 요소(3) 및 램(2)은 상응하는 접착제 막의 도포 시 함께 접합될 필요가 있고, 램(2)은 팰릿(1)에 대해 정렬되며, 그 후 2개의 접착제 막, 즉 팰릿(1)과 투과성 요소(3) 사이의 막 및 투과성 요소(3)와 램(2) 사이의 막은 경화를 개시하는 광을 투과성 요소(3) 내로 지향시킴에 의해 동시에 경화된다. 이러한 경우, 투과성 요소(3)내로 측면에서 지향되는 광이 양 측면으로, 즉, 팰릿(1)의 방향 및 램(2)의 방향으로 편향 또는 분산되는 것이 보장될 필요가 있다.
상기 요소가 투과성이라고 언급하는 것은 각각의 요소가 접착제의 경화를 개시하는 광에 대해 적어도 부분적으로 투과성이 있어, 투과성 요소 내로 지향된 방사선이 이 투과성 요소를 통해 상응하는 접착제 막으로 공급될 수 있는 것으로 이해되며, 본원에서 불-투과성 부품은 광이 표면 방향으로 코팅된 접착제 막 안으로 도입될 수 있도록 접착제 경화 개시 방사선에 대해 투과성이지 않은 것으로 이해된다. 이는 광에 대해 절대적으로 불-투과성인 부품으로만 이해되어서는 안 된다.
투과성 요소(3) 내로 측면에서 지향된 방사선을 도포된 접착제의 방향으로 편향시키기 위한 수 개의 방법이 존재한다. 이를 달성하기 위한 하나의 방법은 투과성 요소의 재료의 적절한 선택에 의한 것이다. 다른 방법은 함께 접합될 2개의 부품 중 적어도 하나 상에 상술된 편향 표면을 제공하는 것이다.
램(2)이 팰릿(1)에 기계적으로 고정되는 종래의 시스템과 달리, 본 발명에 따른 시스템은 이제 램(2)을 팰릿(1) 상에 위치시키는 것이 매우 신속하고 매우 정확하다는 주요한 장점을 갖는다. 기계적으로 위치시키는 것과 대조적으로, 이제 접합시키는 것은 램(2)이 팰릿(1)에 신속하게 절대적 고-정확도로 고정될 수 있도록 램(2)을 실제로 힘에 의하지 않고 고정하는 것을 가능케 한다. 이러한 방식으로 램(2)을 팰릿에 얹는 것은 이제 필요하다면 단순하고 신속하게 프레스에 정확하게 배치되어 위치된 상태로 램(2)을 교환하는 것을 가능케 한다.
도1은 2개의 불-투과성 부품을 접합하기 위한 시스템을 형성하는 부품의 분해도.
도2는 시스템의 몇몇 부품의 확대도.
도3은 시스템의 2개의 부품을 통한 종방향 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 팰릿
2: 램
3: 투과성 요소
4: 중심 설정 요소
7: 조사원

Claims (21)

  1. 전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품(1, 2)을 접합하기 위한 장치이며,
    상기 장치는 함께 접합될 부품(1, 2) 사이에 삽입되는 적어도 하나의 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)를 포함하여, 상기 요소(3) 내로 지향되는 전자기 방사선은 요소(3), 불-투과성 부품(1, 2), 또는 요소(3) 및 불-투과성 부품(1, 2)에 도포된 접착제 막의 경화를 개시하고,
    함께 접합될 적어도 하나의 부품(1)은 돌기부(10)를 포함하며, 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)에는 관통 구멍(9)이 구비되며, 상기 관통 구멍(9)은 돌기부(10)와 상응하도록 배열되고, 돌기부(10)는 부품(1, 2)의 접합된 상태에서 상기 관통 구멍(9) 안으로 연장되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 접착제가 도포되는 디스크 형상 면을 갖는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 2개의 면 평행한 표면을 포함하며, 상기 2개의 면 평행한 표면의 각각은 대응하는 불-투과성 부품(1, 2)에 접합되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 상기 요소내로 측면에서 도입된 방사선의 적어도 일부를 요소(3), 불-투과성 부품(1, 2), 또는 요소(3) 및 불-투과성 부품(1, 2)에 도포된 접착제 막의 방향으로 유도하는 재료로 제작된 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 유리 또는 플라스틱 재료로 제작된 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 돌기부(10)는 함께 접합될 2개의 부품 중 하나의 부품(1)에 배열되며, 돌기부(10)는 상기 관통 구멍(9)에서 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)보다 높은 높이를 가지며, 돌기부는 다른 불-투과성 부품(2)에 대한 장착부 또는 정지부로서 사용되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 돌기부(10)는 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3) 내로 지향된 방사선의 적어도 일부를 상기 요소, 불-투과성 부품(1, 2), 또는 요소 및 불-투과성 부품(1, 2)에 면 코팅된 접착제 막의 방향으로 유도하도록 구성된 표면(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3), 불-투과성 부품(1, 2), 또는 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3) 및 불-투과성 부품(1, 2)에는 과잉 접착제를 수용하기 위한 리세스(13)가 구비되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 적어도 하나의 조사원(7)을 포함하며, 상기 조사원(7)에 의해, 접착제의 경화를 개시하는 방사선이 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3) 내로 지향될 수 있는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 조사원(7)은 복수의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 하나의 불-투과성 부품(2)을 다른 불-투과성 부품(1)에 대해 정렬하기 위한 수단(4, 4a)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불-투과성 부품 중 하나의 부품은 처크(6)에 의해 한정되는 팰릿(1)인 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불-투과성 부품 중 하나의 부품은 공구(2)인 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 장치.
  16. 전자기 방사선 경화 가능 접착제에 의해 불-투과성 부품(1, 2)을 접합하기 위한 방법이며,
    적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)가 함께 접합될 2개의 부품(1, 2) 사이에 삽입되는 단계와,
    상기 요소와 2개의 부품 사이에 접착제 막이 도포되는 단계와,
    전자기 방사선을 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3) 내로 지향시킴으로써 부품(1, 2)을 접합하도록 도포된 접착제 막이 경화되는 단계를 포함하고,
    함께 접합될 적어도 하나의 부품(1)은 돌기부(10)를 포함하며, 상기 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)에는 관통 구멍(9)이 구비되며, 상기 관통 구멍(9)은 돌기부(10)와 상응하도록 배열되고, 돌기부(10)는 부품(1, 2)의 접합된 상태에서 상기 관통 구멍(9) 안으로 연장되는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 우선 제1 불-투과성 부품(1)에 접합되고, 그 후 접착제 막이 제2 불-투과성 부품(2), 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3), 또는 제2 불-투과성 부품(2) 및 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)에 도포되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)는 우선 제1 불-투과성 부품(1)에 접합되고, 그 후 접착제 막이 제2 불-투과성 부품(2), 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3), 또는 제2 불-투과성 부품(2) 및 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)에 도포되며, 접착제 막의 경화가 전자기 방사선을 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3) 내로 지향시킴으로써 개시되는 것을 특징으로 하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 전자기 방사선을 지향시키기 전에, 함께 접합될 불-투과성 부품(1, 2)을 정확하게 정렬하는 단계를 더 포함하는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    제1 접착제 막이 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)와 제1 불-투과성 부품(1) 사이에 도포되고,
    제2 접착제 막이 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)와 제2 불-투과성 부품(2) 사이에 도포되고,
    제1 접착제 막 및 제2 접착제 막 중 적어도 하나의 접착제 막은 함께 접합될 2개의 부품(1, 2)이 정확하게 정렬될 때까지 적어도 부분적으로 투과성인 요소(3)를 통해 전자기 방사선에 의해 지향되지 않는 불-투과성 부품을 접합하기 위한 방법.
  21. 삭제
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